Ecología y genética de paisaje del puma (Puma concolor) en Argentina : análisis de estructura genética y conectividad

Abstract

El aislamiento genético debido a la fragmentación del hábitat y a la consecuente pérdida de conectividad del paisaje es considerado como la mayor amenaza para la conservación de los grandes carnívoros, como es el caso del puma (Puma concolor). Debido a sus características biológicas, los mamíferos carnívoros son particularmente vulnerables a la pérdida y fragmentación del hábitat, como también a la persecución humana. Los ecosistemas argentinos han sido fuertemente modificados en las últimas décadas por la expansión de las actividades humanas y, aunque en el país el puma está protegido por la Ley Nacional N° 22.421, la especie se encuentra sometida a una alta presión de caza debido al creciente conflicto con la ganadería. Enfocado en la conectividad funcional a nivel de paisaje, este estudio representa la primera evaluación de la genética de poblaciones de puma en Argentina. A partir del uso combinando de muestras invasivas y no invasivas, se propuso analizar la estructura poblacional y la distribución espacial de la diversidad de este felino a través el genotipado de marcadores microsatélites específicos. Además, la inclusión de provincias con diferente tipo de manejo permitió evaluar el efecto de la presión de la caza legal sobre la estructura genética de las poblaciones. Se analizó un total de 401 muestras (180 cueros, 117 huesos, 61 heces y 43 músculos) en total, correspondientes a un período entre 1925-2018. La amplificación de 25 loci de microsatélites permitió la obtención de 199 genotipos individuales, siendo los cueros y músculos las tipologías de muestra con el éxito de genotipado mayor (70 y 67 %, respectivamente) y los huesos con el menor (30,8 %). Todos los marcadores resultaron polimórficos con un número promedio de alelos por locus de 8,2 (min: 4, máx: 14). Los análisis de estructuración poblacional sugieren la presencia de 4 grupos (clusters) genéticamente distintos. La diversidad genética general resultó ser moderada (heterocigosidad esperada He= 0,722) y heterogéneamente distribuida a lo largo del área de estudio, identificándose los mayores valores en el centro-norte y los menores en el sur y el este del país. El flujo de genes entre clusters resultó ser limitado y variable (0,6-16,2 % por generación), soportando la agrupación definida anteriormente. En general las poblaciones de puma de Argentina resultaron genéticamente empobrecidas, evidenciando indicios de cuello de botella. El tamaño poblacional efectivo resultó, en la mayoría de los casos, inferior al valor mínimo para prevenir la pérdida de diversidad genética por endogamia. En efecto, todas las poblaciones resultaron moderadamente endogámicas (Fis= 0,10- 0,39). Debido a que la mayoría de los sitios de muestreo están conectados por un paisaje permeable a los movimientos de los pumas, la existencia de una estructuración espacial marcada para P. concolor pareciera estar fuertemente asociada con la persecución humana, evidenciándose una tendencia decreciente de flujo génico, al aumentar la presión de caza. Trabajos futuros deberían explorar aspectos demográficos de estas poblaciones, e identificar los factores que limitan su conectividad para que, de esta forma, se puedan generar estrategias que garanticen su viabilidad y la conservación de la especie.

Genetic isolation due to habitat fragmentation and the consequent loss of landscape connectivity represents the main threat to the conservation of large carnivores, such as puma (Puma concolor). Due to their biological traits, carnivores are particularly vulnerable to habitat loss and fragmentation, as well as human persecution. During the last decades, Argentine ecosystems have been highly modified by the expansion of human activities. Although the National Law N° 22.421 protects pumas in Argentina, the species is under high hunting pressure due to the increasing conflict with livestock. Focused on functional connectivity at landscape level, this study represents the first evaluation of puma population genetics in Argentina. The study, based on the combined use of invasive and non-invasive samples, aims to analyze the population structure and spatial distribution of its diversity genotyping specific microsatellite markers. Moreover, the involvement of many provinces with different kind of management for the species enabled the assessment of legal hunting pressure effect on population genetics. A total of 401 samples (180 skins, 117 bones, 61 scats and 43 muscles) were analyzed, corresponding to the period between years 1925-2018. The amplification of 25 microsatellite loci resulted in 199 individual genotypes, where skin and muscle samples showed the highest genotyping success (70 and 67 %, respectively), and bone samples the lowest (30.8 %). All markers were polymorphic with an average number of alleles per locus of 8.2 (min: 4, max: 14). Population structure analyses suggest the presence of four genetically distinct groups (clusters). The overall genetic diversity is quite high (expected heterozygosity He= 0.722) and not evenly distributed across the study area, identifying the highest values in the center-north and the lowest in the south and east of the country. Gene flow estimations were low and variable between clusters (0.6-16.2 % per generation), supporting the grouping defined above. Puma populations in Argentina are genetically depauperated, expressing evidences of bottleneck events. The effective population size was in most of the cases less than the minimum value to prevent the loss of genetic diversity due to inbreeding. In fact, all populations were moderately inbred (Fis= 0.10-0.39). Since almost all sampling sites are connected through a landscape permeable to puma’s movements, the strong spatial structure of P. concolor in Argentina would appear to be highly related to human persecution, evidencing a gene flow pattern decreasing as hunting pressure increases. Future work should explore demographic aspects of these populations, and identify the factors that limit their connectivity, in order to generate plans that guarantee their viability and the conservation of the species.

TEXTO PARCIAL en período de teletrabajo